以太坊 Layer 2 扩充计划方案及测试用例具体描述_跨链

以太坊 Layer 2 扩充计划方案及测试用例具体描述

Layer 2 是一系列链下扩展性解决方法的统称，这种解决方法致力于根据在以太坊 (Layer1) 链下解决交易来协助运用完成拓展。当以太坊互联网忙碌时，交易速率会遭受危害，这很有可能会造成 一些种类的 Dapps 的客户体验较弱。伴随着互联网愈来愈忙碌，Gas 价钱也伴随着交易推送方争相竞价而增涨。这很有可能会造成 应用以太坊越来越十分价格昂贵。

文中假定你对一些基础知识拥有 非常好的了解。完成 Layer 2 解决方法是优秀的技术性，该技术性的竞技场磨练还较少。

为什么必须 Layer 2？

针对一些测试用例 (例如区块链游戏) 来讲，当今的交易解决所需时间难以实现的；

应用根据区块链技术的运用 (apps) 很有可能会十分价格昂贵；

一切对扩展性的改善也不应当以放弃安全系数和区块链技术为成本 ––  Layer 2 搭建于以太坊以上。

Layer 2 解决方法的种类

Rollups

ZK Rollups

Optimistic Rollups

状态通道 (State channels)

Plasma

Validium

主链

混和计划方案

大部分 Layer 2 解决方法都以某一网络服务器或集群服务器为管理中心，每一个网络服务器都能够被称作一个连接点，认证者，运营人，区块链经营者，或是其他相近的专业术语。依据完成方法的不一样，这种 Layer 2 连接点很有可能由应用他们的公司或实体线、或由第三方营运商、或由一大群本人 (类似以太坊主网) 运作。

一般来说，交易会被递交给这种 Layer 2 连接点来解决，而不是立即递交到 Layer 1 (主网)；随后，Layer 2 案例会将交易分次组合地导向到 Layer 1 上，以后这种交易就被 Layer 1 维护且没法再被变更。依据不一样的 Layer 2 技术性以及完成的不一样，这些方面的实际完成关键点也是有非常大的不一样。

某一特殊的 Layer 2 案例很有可能对很多运用 (apps) 对外开放和共享资源，或是很有可能仅由某一企业布署并专业用以适用该企业的运用。

Rollups

Rollups 是在 Layer 1 以外实行交易，但在 Layer 1 上公布交易数据信息的解决方法。因为交易数据信息坐落于 Layer 1 上边，这促使 Rollups 遭受了 Layer 1 的维护。

Rollups 的重要特点是：承继了以太坊主链 (Layer 1) 的安全性特性，另外在 Layer 1 以外实行交易。

Rollups 的三个简单化特点以下：

在 Layer 1 以外实行交易；

在 Layer 1 上公布交易数据信息或证明；

布署在 Layer 1 上的某一 Rollup 智能合约，根据应用 Layer 1 上的交易数据信息可以保证 Layer 2 交易被恰当地实行。

Rollups 规定运营人在 Rollup 智能合约中质押贷款一笔担保金，那样就鼓励了运营人恰当地认证和实行交易。

Rollups 可用以：

为客户降低交易费；

敞开式参加；

迅速的交易货运量。

当今有二种具备不一样安全性实体模型的 Rollups：

ZK Rollups：在链下运作测算，并向主链递交实效性证明 (validity proof)；

Optimistic Rollups：默认设置状况下假设交易是合理的，仅在碰到挑戰 (challenge) 时，根据证明 (fraud proof) 运作测算。

ZK Rollups，全名 Zero Knowledge Rollups，会将百余笔交易在链下 (Layer 2) 开展捆缚装包，并转化成一个称之为“SNARK” (简约的非互动式零专业知识证明)的数据加密证明。这就是说白了的实效性证明 (validity proof)，该证明会被递交和公布在 Layer 1 上边。

布署在 Layer 1 上的 ZK Rollup 合同会维护保养全部产生在 Layer 2 上的交易迁移状态，该状态只有根据实效性证明才可以开展升级。这代表着，ZK Rollups 只必须实效性证明，而不用全部的交易数据信息。根据 ZK Rollup，认证区块链将越来越更快、更便宜，由于被装包的数据信息更少了。

应用 ZK Rollup 时，当资产从 Layer 2 迁移到 Layer 1 时不容易发生延迟时间，由于 ZK Rollup 合同先前接纳的实效性证明早已认证了该笔资产的实效性。

大家还能够对应用 ZK Rollups 的主链开展提升，以进一步降低交易尺寸。例如，帐户 (account) 能够由数据库索引 (index) 并非详细地址 (address) 来表明，那样就可以将交易尺寸从 32 字节数降低到只是 4 字节数；交易还能够做为 calldata 被载入以太坊，进而降低 Gas 消耗量。

ZK Rollups 的优点和缺点

优势：

当必须将资产迁移至主链处时，不容易发生延迟时间，由于实效性证明早已对资产开展了认证；

不象 Optimistic Rullops 那般非常容易遭受经济发展进攻的危害。

缺陷：

仅限简易的转帐，兼容问题于 EVM (以太坊vm虚拟机)；

实效性证明的测算抗压强度非常大，因而针对一些链上交易主题活动较少的运用来讲，不值选用此技术性；

ZK Rollups 的测试用例

Loopring

Starkware

Matter Labs 的 zkSync

Aztec 2.0

ZeroSwap

Sushiswap

dYdX

Immutable X

Optimistic Rollups 与以太坊主链平行面运作。Optimistic Rollups 能够在扩展性层面出示改善，由于默认设置状况下他们不开展一切测算。反过来，在交易进行以后，他们会向主网建议新的状态，也即对交易开展“公正”。

应用 Optimistic Rollops，交易将做为 calldata (启用数据信息)被载入以太坊主链，根据减少 Gas 成本费来进一步对交易开展提升。

因为链上测算是造成 以太坊迟缓、价格昂贵的缘故，Optimistic Rollups 可以依据交易种类出示 10-100 倍的扩展性提高。伴随着 Eth2 升級将引进分块链，这一数据可能进一步提升。这是由于，当 Optimistic Rollup 链中的某笔交易存有异议时，将会出现大量的数据信息可以用。

当交易存有异议时

Optimistic Rollups 事实上并不会对交易开展测算，因而必须存有一种体制，以保证 在其中的交易是正当性并非性的。这就是性证明 (fraud proofs) 充分发挥的地区。假如别人留意到一笔性交易 (并明确提出证明)，Optimistic Rollup 链将应用可以用的状态数据信息来校检该证明并运作此笔交易的测算。这代表着，与 ZK-rollup 对比，Optimistic Rollup 很有可能有更长的交易确定等待的时间，由于交易很有可能会被挑戰。

你一直在递交证明时计算所耗费的 Gas 乃至会被赔偿，也即你能由于证明有个人行为而获得赔偿。Optimism 精英团队的 Ben Jons 叙述了目前的担保金系统软件：

Optimistic Rollups 的优点和缺点

优势

你一直在以太坊 Layer 1 可以做的一切事儿，都能够在 Optimistic Rollups 上开展，由于 Optimistic Rollups 兼容于 EVM 和 Solidity。

全部的交易数据信息都储存在 Layer 1 链上，代表着 Optimistic Rollups 是安全性和区块链技术的。

缺陷：

因为潜在性的性挑戰，必须较长的交易确定等待的时间。

Optimistic Rollups 的测试用例

Offchain Labs 的 Arbitrum Rollup

Fuel Network

Cartesi

Synthetix

通道 (Channels)

通道 (Channels) 容许参加者在链上只递交么加一笔交易的状况下开展 x 次链下交易。这可以完成非常高的交易货运量。

可用以：

很多的状态升级；

当事先了解参加者的总数时；

当参加者一直存有时。

参加者务必将一笔 ETH 储蓄锁住在一个多签合同中。多签合同是一种必须好几个公钥签字 (进而使多方达成一致) 以实行交易的智能合约种类。

锁住储蓄便是根据这类方法的第一笔交易，为此来启用一个交易通道。以后，参加者就可以迅速和随意地开展链下交易。当互动进行以后，一笔最后的链上交易会被递交，进而开启以前被锁住的储蓄。

状态通道 (State channels)

状态通道的井字游戏：

在以太坊主链上建立一个多签智能合约“审判长”，该合同了解井字游戏标准，并能够鉴别 Alice 和 Bob 为游戏里面的2个游戏玩家。这一份合同拥有 1 ETH 的奖赏。

随后，Alice 和 Bob 逐渐打游戏，打开状态通道。每一步实际操作都是会建立一笔包括“nonce”值的链下交易，这代表着以后大家一直能够了解这种实际操作产生的次序。

当大赢家造成时，Alice 和 Bob 根据向“审判长”合同递交最后状态 (例如交易目录) 来关掉该通道，那样就仅用付一次交易花费。“审判长”保证 这一“最后状态”由 Alice 和 Bob 彼此签定，并等候一段时间以保证 没有人会对这一結果的合理合法进行挑戰，随后将 1 ETH 的奖赏发送给 Alice。

现阶段有二种种类的通道：

状态通道 – 如上所述；

付款通道 – 经简单化的状态通道，只解决付款。付款通道容许2个参加者中间开展链下转帐，只需她们的转帐净收益不超过存进的代币总总数。

优点和缺点

及时提现/主网清算 (前提条件是通道的参加彼此协作的状况下)；

很有可能完成非常高的交易货运量；

每单交易拥有 最少的成本费，有益于小额贷款付款。

建立和清算通道的時间和成本费 — 针对随意客户中间有时候的一次性交易而言不大好；

必须按时查询通道互联网，或将此义务授权委托给别人，以保证 客户资产的安全性；

务必在打开通道时锁住资产；

不兼容公布参加。

状态通道的测试用例

Connext

Kchannels

Perun

Raiden

Statechannels.org

Plasma 链是一条单独的区块链技术，导向到以太坊主链，并应用证明 (类似 Optimistic Rollups) 来诉讼纠纷案件。

Plasma 的优点和缺点

高货运量，低交易成本费；

适用随意客户中间的交易 (假如2个客户都是在 Plasma 链上，则每一个客户对沒有花销)；

不兼容通用性测算，只有适用基本上的代币总迁移、换取和其他一些交易种类；

必须按时查询该互联网，或将此义务授权委托给别人，以保证 客户的资金财产安全；

取决于一个或好几个 Plasma 链运营人来储存数据信息并依据要求出示服务项目；

存有交易挑戰期，提现会被延迟了几日。流通性服务提供者能够缓解这类状况，但存有有关的资金成本率。

Plasma 测试用例

OMG Network

Polygon (其前身为 Matic Network)

Gluon

Gazelle

LeapDAO

Validium 应用像 ZK-Rollops 那样的实效性证明，但数据信息并不储存在以太坊的以太坊 Layer 1 碳链上，只是将 Layer 2 的买卖数据储存在链下。这很有可能完成每条 Validum 链每秒钟解决 10k 笔买卖，好几条 Validum 链能够并行处理运作。

Validium 的优点和缺点

沒有提款延迟时间 (链上/跨链买卖沒有延迟时间)，进而提升资产高效率；

不容易像根据证明的系统软件那般非常容易遭受一些经济发展进攻。

对通用性测算/智能合约的适用比较有限；专业的语言表达规定。

转化成 ZK 证明必须较高的数学计算，针对低货运量的 Apps 而言，此计划方案是划不来的；

Validium 测试用例

Matter Labs 的 zkPorter

侧链 (sidechain) 是一条单独的区块链技术，它与主网并行处理且单独运作。侧链有自身的共识算法 (例如权威性证明、DPoS授权委托利益证明、拜占庭容错机制这些)。侧链根据一个双重桥与碳链相接。

较完善的技术性；

适用通用性测算，兼容 EVM；

不那麼区块链技术；

应用独立的共识机制，其安全系数不会受到 Layer 1 维护 (因而在技术上而言，侧链并不是 Layer 2)；

一定总数的侧链认证者能够完成。

侧链的测试用例

Skale

POA Network

xDAI

混和解决方法

融合好几个 Layer 2 技术性的最好一部分，并出示可配备的折衷方案。

测试用例

Offchain Labs 的 Arbitrum SCSC

Celer Network

拓宽阅读文章

Validium And The Layer 2 Two-By-Two — Issue No. 99

https://www.buildblockchain.tech/newsletter/issues/no-99-validium-and-the-layer-2-two-by-two

Evaluating Ethereum layer 2 Scaling Solutions: A Comparison Framework

https://medium.com/matter-labs/evaluating-ethereum-l2-scaling-solutions-a-comparison-framework-b6b2f410f955

Adding Hybrid PoS-Rollup Sidechain to Celer’s Coherent Layer-2 Platform on Ethereum

https://medium.com/celer-network/adding-hybrid-pos-rollup-sidechain-to-celers-coherent-layer-2-platform-d1d3067fe593

Zero-Knowledge Blockchain Scalability

https://ethworks.io/assets/download/zero-knowledge-blockchain-scaling-ethworks.pdf

EthHub on state channels

https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/layer-2-scaling/state-channels/

Making Sense of Ethereum’s Layer 2 Scaling Solutions: State Channels, Plasma, and Truebit – Josh Stark, Feb 12 2018

https://medium.com/l4-media/making-sense-of-ethereums-layer-2-scaling-solutions-state-channels-plasma-and-truebit-22cb40dcc2f4

State Channels - an explanation Nov 6, 2015 - Jeff Coleman

https://www.jeffcoleman.ca/state-channels/

Basics of State Channels - District0x

https://education.district0x.io/general-topics/understanding-ethereum/basics-state-channels/

EthHub on payment channels

https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/layer-2-scaling/payment-channels/

ZK Rollups

EthHub on zk-rollups

https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/layer-2-scaling/zk-rollups/

Optimistic rollups

EthHub on optimistic rollups

https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/layer-2-scaling/optimistic_rollups/

OVM Deep Dive

https://medium.com/ethereum-optimism/ovm-deep-dive-a300d1085f52

侧链

EthHub on sidechains

https://docs.ethhub.io/ethereum-roadmap/layer-2-scaling/sidechains/

Scaling Ethereum Dapps through Sidechains -Feb 8, 2018 - Georgios Konstantopoulos

https://medium.com/loom-network/dappchains-scaling-ethereum-dapps-through-sidechains-f99e51fff447

*文中先发于Unitimes App*

响声 | 以太坊创始人：Facebook不可带领促进Libra加密贷币新项目:以太坊创始人、Consensys创办人Joseph Lubin表示，Facebook不可带领促进Libra加密贷币新项目。“我非常喜欢Libra那样的新项目。（但）充分考虑大家对Facebook的信赖和个人信息数据信息的忧虑，我不会觉得Facebook应当促进这一新项目。”但是，Lubin对稳定币的市场前景依然维持开朗。（CNBC）[2019/11/5]

动态性 | 以太坊2.0多客户端实验互联网获得重大进展：开发人员汇报七个客户端操作确认:ConsenSys开发设计精英团队PegaSys的技术工程师Jonny Rhea日前在twiter上公布，以太坊2.0多客户端操作早已确认。根据安裝信标链的七个客户端并组成互联网，已经完成一致性。七个客户端分别是：Prysmatic Labs的Prysm、PegaSys的Artemis、Status的Nimbus、Sigma Prime的Lighthouse、Chainsafe的Lodestar、Triniy Team的Trinity及其Ether Camp的Harmony。 以太坊2.0预估将在2020∼2021年完成，开发设计以太坊2.0客户端的每个精英团队早已完成了做为独立客户端的实验互联网组成，但在多客户端上运作还处在设计阶段。现阶段开发设计精英团队正集聚在墨尔本开展当场认证。9月12日，Prysmatic Labs的Preston Van Loon也汇报了五个客户端开展了操作确认。如今以太坊2.0的客户端现有9个。在Rhea的操作确认中，Parity和Yeeth不包括以内。但Parity开发人员Wei Tang日前也已汇报了Parity和Lighthouse的多客户端操作确认。（Crypto.Watch）[2019/9/14]

以太坊尝试抛更新的数据加密整治指南:以太坊小区主管和区块链技术同盟使者Sweet Bridge表明，在遗失资产收益的争辩中早已证明了服务平台目前的整治方法存有缺点。以太坊开发人员如今遭遇着怎样在不放弃目前权益的状况下为新的方法去融洽各种各样难题。以太坊著名编号人Zamfir尝试明确提出基础理论变动，但现阶段仍存有来源于各层面的阻拦。[2018/3/1

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